大學物理實驗聲速的測量？聲速340m／s， 1 . 聲音的發生：由物體的振動而產生。振動停止，發聲也停止。2．聲音的傳播：聲音靠介質傳播。真空不能傳聲。通常我們聽到的聲音是靠空氣傳來的。3．聲速：在空氣中傳播速度是：340米/秒。那么，大學物理實驗聲速的測量？一起來了解一下吧。
實驗原理
由波動理論可知，波速與波長、頻率有如下關系：v = f λ，只要知道頻率和波長就可以求出波速。本實驗通過低頻信號發生器控制換能器，信號發生器的輸出頻率就是聲波頻率。聲波的波長用駐波法（共振干涉法）和行波法（相位比較法）測量。下圖是超聲波測聲速實驗裝置圖。
n駐波法測波長
由聲源發出的平面波經前方的平面反射后，入射波與發射波疊加，它們波動方程分別是：
疊加后合成波為：
y = ( 2Acos2pX/l ) cos2p ft
cos2pX/l = ±1 的各點振幅最大，稱為波腹，對應的位置：
X =±nl/2 ( n =0,1,2,3……)
cos2pX/l = 0 的各點振幅最小，稱為波節，對應的位置：
X = ±(2n+1)l/4 ( n =0,1,2,3……)
因此只要測得相鄰兩波腹（或波節）的位置Xn、Xn-1即可得波長。
n相位比較法測波長
從換能器S1發出的超聲波到達接收器S2，所以在同一時刻S1與S2處的波有一相位差：j = 2px/l其中l是波長，x為S1和S2之間距離?8?8。因為x改變一個波長時，相位差就改變2p。利用李薩如圖形就可以測得超聲波的波長。
實驗重點
n了解超聲波的發射和接收方法。
簡單介紹一種用"時差法"測量固體媒質中聲速的實驗裝置.用單片機產生單個脈沖驅動固定在固體棒一端的壓電器件,聲波沿固體棒傳播,為固定在另一端的壓電器件所接收,單片機測量脈沖發送至接收的時間差,從而計算聲波在固體媒質中的傳播速度.聲速測量是目前大學基礎物理實驗教學中常設的實驗之一,聲速測量方法主要可分兩類:第一類是通過測量聲波通過一定距離的時間間隔而計算出聲速.
共振干涉法測量聲速
假設在無限聲場中，僅有一個點聲源S1（發射換能器）和一個接收平面（接收換能器S2）。當點聲源發出聲波后，在此聲場中只有一個反射面（即接收換能器平面），并且只產生一次反射。
在上述假設條件下，發射波ξ1=Acos （ωt+2πx /λ)。在S2處產生反射，反射波ξ2=A 1cos （ωt+2πx /λ)，信號相位與ξ1相反，幅度A 1＜A 。ξ1與ξ2在反射平面相交疊加，合成波束ξ3
則有：ξ3=ξ1+ξ2=(A 1+A 2）cos （ωt-2πx /λ)+A 1cos （ωt+2πx /λ) =A 1cos(2πx /λ)cos ωt+A 2cos （ωt - 2πx /λ)
合成后的波束ξ3在幅度上，具有隨cos(2πx /λ)呈周期變化的特性，在相位上，具有隨(2πx /λ)呈周期變化的特性。
從實驗室所采用的儀器和實驗過程來看，主要誤差來源有以下幾點：
1、在發射換能器與接收換能器之間有可能不是嚴格的駐波場；
2、調節超聲波的諧振頻率時出現誤差；
3、示波器上判斷極大值的位置不準確也會引入人為的和儀器的誤差。
在發射換能器與接收換能器之間有可能不是嚴格的駐波場。由發射換能器的發射面發射的超聲波在空氣中傳播時并不是全以簡諧波傳播；
而在近場區表現出沒有周期性規律的特征，直到遠場區才能近似認為是簡諧波，可是只有入射波為簡諧波，經反射疊加后才能形成駐波，從而測得兩相鄰極大值的間距。當發射面與反射面相距10cm左右時，正好處于遠場區的開始階段，入射波不能近似為標準的簡諧波。
因此與反射波疊加后不為標準的駐波,任意兩相鄰極大值的間距不等,導致在不同位置測得的兩相鄰極大值間的距離λ/2不同,由此計算所得的超聲波聲速就會有較大的誤差。
擴展資料：
在測量超聲波聲速過程中，當信號發生器輸出的正弦波頻率與聲速測量儀發射換能器中壓電陶瓷環的固有頻率相等時，該正弦波頻率稱為諧振頻率，在諧振頻率下，示波器上會出現電壓信號的最大值，發射換能器工作頻率等于其本身的諧振基頻時，其工作狀態是最佳的；
可以取得最大的發射功率和效率。
聲速的測定實驗原理是由于超聲波具有波長短,易于定向發射、易被反射等優點。在超聲波段進行聲速測量的優點還在于超聲波的波長短,可以在短距離較精確的測出聲速。
超聲波的發射與接收一般通過電磁振動與機械振動的相互轉換來實現,最常 見的方法就是利用壓電效應與磁致伸縮效應來實現的。本實驗采用的就是壓電陶瓷制 成的換能器(探頭),這種壓電陶瓷可以在機械振動與交流電壓之間雙向換能。
聲速的測量簡單最、最有效的方法之一是利用聲速v 、振動頻率f和波長λ之間的基本關系，即實驗時用結構相同的一對（發射器和接收器）超聲壓電陶瓷換能器，來作聲壓與電壓之間的轉換。
利用示波器觀察超聲波的振幅和相位，用振幅法和相位法測定波長，由示波器直接讀出頻率f。
（一）諧振頻率超聲壓電陶瓷換能器是實驗的關鍵部件，每對超聲壓電陶瓷換能器都有其固有的諧振頻率，當換能器的工作頻率處于諧振狀態時，發射器發出的超聲波功率Z大，是Z佳工作狀態。
（二）振幅法，由發射器發出的聲波近似于平面波。經接收器反射后，波將在壓電陶瓷換能器的兩端面間來回反射并且疊加。當兩個換能器之間的距離等于半波長的整數倍時發生共振，產生共振駐波現象，波幅達到極大。
由縱波的性質可以證明，振動位移處于波節時，則聲壓是處于波腹。
以上就是大學物理實驗聲速的測量的全部內容，入射波不能近似為標準的簡諧波。因此與反射波疊加后不為標準的駐波,任意兩相鄰極大值的間距不等,導致在不同位置測得的兩相鄰極大值間的距離λ/2不同,由此計算所得的超聲波聲速就會有較大的誤差。
